生命的结构基础与生物膜系统

学案 生命的结构基础与生物膜系统核心术语——记准、写准、理解透，把握内涵和外延1.细胞膜（磷脂双分子层、糖蛋白、流动镶嵌模型、一定的流动性、选择透过性）2.细胞器（线粒体、叶绿体、核糖体、内质网、高尔基体、溶酶体、液泡、细胞液、中心体）3.细胞核（核膜、核仁、染色质、核孔）

、拟核4.信息交流（细胞识别、糖蛋白）5.物质交换（自由扩散、协助扩散、主动运输、内吞、外排）6.生物膜（系统）图示为生物膜的结构模型，据图回答下列问题：生物膜结构及其应用（1）分析细胞膜功能的物质和结构基础。答案①物质运输：磷脂分子和蛋白质分子的流动性；载体的种类和数量。②细胞识别：糖蛋白。③信息交流：与化学物质（激素、递质等）结合的靶细胞表面的受体蛋白。（2）总结物质出入细胞的方式，并分析其区别。答案离子和小分子物质大分子和颗粒物质自由扩散协助扩散主动运输内吞外排运输方向高浓度→低浓度高浓度→低浓度低浓度→高浓度细胞外→内细胞内→外运输动力浓度差浓度差能量（ATP）能量（ATP）能量（ATP）运载体不需要需要需要不需要不需要实例水、CO2、O2、甘油、乙醇、苯红细胞吸收葡萄糖K+、Ca2+、Mg2+，小肠吸收氨基酸、葡萄糖白细胞吞噬病菌、变形虫吞食食物颗粒胰岛B细胞分泌胰岛素原理细胞膜的选择透过性细胞膜的流动性模型（3）用曲线表示各物质进入细胞的速率。①甘油进入细胞速率与外界甘油浓度（在一定浓度范围内）、O2浓度、细胞呼吸强度之间的关系。②葡萄糖进入红细胞速率与葡萄糖浓度（在一定范围内）、O2浓度、细胞呼吸强度之间的关系。③氨基酸被小肠绒毛上皮细胞吸收速率与氨基酸浓度、O2浓度、细胞呼吸强度之间的关系。答案①②③

（原创题）下图表示某种细胞的膜结构及物质与膜的关系，图中A、B、C、D、E、F表示某些物质，a、b、c、d表示物质跨膜运输方式，据图判断下列有关叙述正确的是（）A.该图可以表示细胞内的线粒体膜结构B.若图示为肝细胞膜，进食后3～4小时，C代表的激素为胰岛素，其只促进物质E转化为F，则F为糖元C.a和c两种物质的运输方式都能体现细胞膜的选择透过性D.不同物种的细胞中A、D、B的种类均不同答案

C关键信息“D”物质、“能量”、“选择透过性”、“3～4小时”知识依据细胞膜的结构特点、选择透过性的含义、血糖平衡调节完整分析细胞膜的主要成分是磷脂、蛋白质和多糖，D为糖蛋白，只有细胞膜上有糖蛋白，而其他生物膜上没有糖蛋白，所以A错；若图示为肝细胞膜，进食3～4小时后，血糖浓度降低，C为升高血糖的激素，如胰高血糖素、肾上腺素，E为肝糖元，F为葡萄糖，所以B错；a（通过蛋白质运载体，并消耗ATP，为主动运输）和c（如脂溶性物质和小分子的跨膜运输方式——自由扩散）均能体现出细胞膜的选择透过性，所以C正确；A为运载体蛋白，D为糖蛋白，B为磷脂双分子层，不同物种的细胞中A和D不同，而B是一样的。（4）完成下面的概念关系图，理解并掌握相互关系。①细胞膜结构与功能关系图②生物膜系统的结构联系③生物膜系统的功能联系答案①②③连续性（5）用含有放射性标记的氨基酸的培养液来培养离体的胃腺细胞，在图1中绘出放射性氨基酸量在核糖体（a）、内质网（b）和高尔基体（c）中随时间的变化情况，并根据图2“胃蛋白酶分泌前几种生物膜面积的示意图”，绘出胃蛋白酶分泌后几种生物膜面积的示意图。答案

下图是关于细胞生物膜系统的概念图，请回答下列问题：（1）科学家用

模型解释了生物膜的结构。（2）请依次指出图中a、b、j、e、f、h、m、p所示结构名称：

。（3）在m上所发生的能量转换形式为

；同时发生在p上的另一种物质变化为

。（4）上述结构中具有识别功能的是

（填字母），其结构基础是

；发生“f→g→h→g→j”过程的基础是

。（5）从进化角度看，首先由于

的出现，才诞生了相对独立的生命系统。流动镶嵌核膜、细胞器膜、细胞膜、溶酶体膜、内质网膜、高尔基体膜、囊状结构薄膜、线粒体内膜光能→电能→活跃的化学能

4［H］+O22H2O酶糖被生物膜具有一定的流动性jj关键信息“2H2O 4［H］+O2”、“ADP+PiATP”、“细胞内的‘酶仓库’”、“有机物合成的‘车间’”、“f→g→h→g→j”知识依据生物膜流动镶嵌模型、各生物膜之间关系、线粒体和叶绿体功能、内质网和溶酶体的功能、细胞膜作为细胞边界的意义完整分析生物膜的流动镶嵌模型是解释生物膜功能的结构基础。依据题干中的关键信息可推知：a为核膜，b为细胞器膜，c为叶绿体膜（m为类囊体膜），d为线粒体膜（p为线粒体内膜），e为溶酶体膜，f为内质网膜，g为囊泡膜，h为高尔基体膜，j为细胞膜。叶绿体类囊体膜上发生光反应，其能量转换形式为光酶酶能→电能→活跃的化学能，线粒体内膜上发生有氧呼吸的第三阶段，还发生4［H］+O22H2O。具有识别功能的是细胞膜，其结构基础是糖被，膜相互转化的基础是生物膜具有一定的流动性。酶

根据动物、高等植物、细菌和蓝藻细胞模式图，回答下列问题：（1）列举动植物细胞的区别及真核细胞与原核细胞的结构区别。答案动植物细胞的区别：动物细胞无细胞壁、叶绿体，有中心体而植物细胞有细胞壁、叶绿体、液泡，有的低等植物有中心体。不同生物细胞结构的区别及应用真核与原核细胞的结构区别：真核细胞有核膜包被的成形的细胞核，其中有核仁、染色体（含有DNA），细胞壁成分是纤维素和果胶，细胞质中有核糖体和其他细胞器；原核细胞无核膜，拟核是由游离的DNA分子构成，DNA分子不与蛋白质结合，不存在染色质，没有核仁，细胞壁主要成分是糖类和蛋白质，细胞质中有核糖体，无其他细胞器。（2）对比分析叶绿体与线粒体的异同点。答案①相似之处a.结构方面：都有双层膜，且结构名称相似（外膜、内膜、基质等）；膜的化学组成等也相似。b.遗传方面：都有少量的DNA，可以自主复制与表达，不完全受细胞核控制，决定了细胞质遗传。c.能量转换：两者均与能量转换有关，只是能量转换的形式不同。叶绿体将光能→有机物中的化学能，线粒体将有机物中的化学能→ATP中的化学能。d.物质转化：叶绿体将无机物（CO2和H2O）转化成有机物；线粒体将有机物转化成CO2和H2O。两反应都消耗水，又产生水，均与自然界的碳循环有关。②主要差异a.颜色方面：叶绿体含有色素，线粒体中无色素。b.酶方面：二者含有的酶不同，因而完成的生理功能（如物质转换）不同。c.分布方面：线粒体是动植物细胞都具有的，叶绿体是绿色植物特有的。d.功能方面：线粒体产生的ATP可供各项生命活动利用，而叶绿体产生的ATP只满足暗反应的需要；线粒体的作用侧重于异化，叶绿体的作用侧重于同化；自然界中，叶绿体光反应产生的ATP总量大于所有生物呼吸作用产生的ATP总量。e.结构方面：膜面积增大的方式不同。线粒体：内膜向内凹陷而形成嵴；叶绿体：囊状结构薄膜叠加形成基粒。A.该图一定不是高倍光学显微镜下看到的结构B.此细胞不可能是原核细胞，只能是动物细胞C.结构1能够直接将葡萄糖分解成CO2和H2O，并释放大量能量D.结构1和4都存在碱基A和T的互补配对

（09·泰安检测）图中1～4表示某细胞的部分细胞器，下列有关叙述正确的是 （ ）A知识依据动植物细胞的亚显微结构特点、原核细胞与真核细胞的区别、线粒体和核糖体的特点完整分析由图像特点可知，该图是在电子显微镜下观察到的结构，可能是动物细胞，也可能是低等植物细胞。结构1是线粒体，可以发生DNA的配对；结构4是核糖体，不能发生碱基A和T的互补配对。葡萄糖分解成二氧化碳和水需要在细胞质基质和线粒体中，只有结构1不能完成。关键信息“1、2、3、4的结构图”、“高倍光学显微镜”、“图中有细胞核”、“葡萄糖”、“A和T”1.细胞识别的实例：①激素与靶细胞；②神经递质与突触后膜上的受体；③淋巴细胞对抗原的识别与呈递；④效应T细胞与靶细胞；⑤受精作用。2.人的成熟红细胞的有关知识：①无细胞核和线粒体，无DNA，无细胞壁；②内含血红蛋白，并非内环境的组成成分；③代谢类型为无氧呼吸（利用葡萄糖产生乳酸和少量能量）；④不能进行细胞分裂；⑤不能完成DNA分子复制与转录，也无蛋白质的合成。3.有关细胞结构的几点总结：①与主动运输有关的细胞器：线粒体（供能）、核糖体（合成载体蛋白）；②产生ATP的场所：细胞质基质（无氧呼吸或有氧呼吸的第一阶段）、线粒体（有氧呼吸的第二、三阶段）、叶绿体（光反应）；③与细胞分裂有关的细胞器：核糖体（间期蛋白质的合成）、中心体（动物及低等植物纺锤体的形成）、高尔基体（植物细胞壁的形成）、线粒体（供能）；④能发生碱基互补配对的细胞结构：线粒体、叶绿体、核糖体、细胞核、拟核、质粒。4.原核细胞与真核细胞在功能上的区别：①原核细胞只有二分裂，真核细胞包括有丝分裂、减数分裂、无丝分裂；②原核细胞中基因转录和翻译出现在同一地点，而真核细胞的转录主要在细胞核内，翻译在细胞质内，且转录在前，翻译在后；③原核细胞由于无染色体不会出现染色体变异、基因重组，只有基因突变，而真核细胞能出现基因突变、染色体变异、基因重组三种；④需氧型细菌等原核生物体内虽然没有线粒体，但细胞膜上仍能进行有氧呼吸；蓝藻、光合细菌等原核生物都无叶绿体，但也能进行光合作用；但真核生物若进行有氧呼吸和光合作用，必须要有线粒体和叶绿体。一、选择题1.（09·济南二模）如图表示细胞膜的亚显微结构，其中a和b为物质的两种运输方式。下列对细胞膜结构和功能的叙述，不正确的是 （ ）

A.氧气进入细胞不需②参与，直接穿过由③组成的支架

B.细胞膜的流动性与②和③关系密切，并受温度影 响

C.a过程需要蛋白质的参与，b过程必须顺浓度梯度 进行

D.胰蛋白酶的分泌必须通过②结构，且消耗能量 解析分泌蛋白是通过外排作用排出细胞的，不跨膜，但消耗能量。

答案

D2.(09·深圳质检)下列关于细胞共性的描述，正确的是 （ ）

A.所有细胞内都含有糖元

B.细胞都能进行分裂和分化

C.细胞都具有细胞质和细胞膜

D.细胞内的染色体容易被碱性染料——龙胆紫溶液染成深色

解析细胞分为原核细胞和真核细胞，它们的共性是都有细胞结构。A选项中的糖元主要分布在人和动物的肝脏细胞和肌肉细胞中；B选项对于单细胞生物来说，不适用，因其不能进行分化；D选项对原核生物细胞不适用，因其没有染色体。C3.(09·潍坊一模)以下关于细胞的叙述，不正确的有 （ ） ①细胞核、核糖体、线粒体和叶绿体中均能发生碱基互补配对②精细胞、神经细胞没有细胞周期，但化学成分却都不断更新③肺炎双球菌、酵母菌的遗传物质分别是RNA、DNA④硝化细菌能够把光能转化为化学能，将CO2和H2O合成为糖类

A.①② B.②③④ C.③④ D.①③④

解析DNA分子的复制、转录、翻译过程均要发生碱基互补配对行为；只有连续分裂的细胞才具有细胞周期，但只要是活细胞，均有化学成分的不断更新；所有细菌的遗传物质均为DNA；硝化细菌不能利用光能。C4.(09·北京海淀)原核细胞与真核细胞的不同，表现在 （ ）

A.一个原核细胞只有一条DNA分子，一个真核细胞 的DNA数目与染色体数目一致

B.原核细胞具有单链的DNA分子，真核细胞具有双 链DNA C.原核细胞中与DNA结合的蛋白质较少，不能形成 真核细胞那样的染色体

D.原核细胞的部分遗传信息储存在RNA中，真核细胞的遗传信息全部储存于DNA中

解析原核细胞中DNA是裸露的，没有染色体形成，真核细胞中有染色体存在；具有细胞结构的生物，其遗传物质都是DNA，因此遗传信息都存在于DNA分子中。C5.下列叙述错误的是（）

A.酵母菌有核膜，而固氮菌没有

B.酵母菌有细胞膜，而固氮菌没有

C.黑藻细胞有线粒体，而蓝藻细胞没有

D.黑藻细胞有内质网，而蓝藻细胞没有解析

原核生物具备细胞膜，并且有唯一的一种细胞器——核糖体。B6.（09·南京质检改编）下列关于生物膜的叙述，正确的是（）

A.神经递质通过主动运输方式进行跨膜运输

B.内质网膜与细胞膜、核膜、高尔基体膜相连

C.细胞完成分化以后，其细胞膜的通透性稳定不变

D.分泌蛋白合成越旺盛的细胞，其高尔基体膜成分 的更新速度越快解析A错，神经递质是由突触前膜通过外排作用释放到突触间隙中；B错，内质网膜可以与细胞膜和核膜直接相连，但与高尔基体膜间是通过具膜小泡间接转化；C错，细胞分化会引起细胞膜蛋白质出现差异变化；D正确，外分泌蛋白的分泌过程中，会出现内质网膜转化为高尔基体膜，而高尔基体膜转化为细胞膜。D7.(易错题)下列关于生物膜系统的结构和功能的叙述中，不正确的是 （ ）

A.在细胞膜的外面存在具有识别作用的糖蛋白，而内表面没有

B.内质网腔中的分泌蛋白运输到细胞外经过的生物膜层数是3层

C.细胞融合实验说明细胞膜具有一定的流动性

D.效应B细胞分泌抗体的过程需要生物膜系统参与解析

内质网腔中的分泌蛋白运输到细胞外是通过生物膜的融合完成的，没有穿过生物膜；抗体是一种分泌蛋白，其分泌过程需要生物膜系统参与。B8.(09·淄博模拟)下列生命活动与生物膜功能无直接关系的是 （ ）

A.胰岛B细胞分泌胰岛素

B.氨基酸脱水缩合

C.神经递质在神经元之间传递信息

D.受精作用的完成

解析氨基酸的脱水缩合发生在核糖体上，与生物膜无直接关系。B9.(09·临沂质检)下图表示真核生物膜的结构与功能，下列与此相关的叙述中，不正确的一项是（）

A.功能越复杂的生物膜，蛋白质种类和数量越多

B.膜的结构特点是具有一定的流动性

C.完成图中①的场所是叶绿体基粒类囊体薄膜

D.完成图中②、③、⑤的结构均具有单层膜结构

解析

①是叶绿体的基粒类囊体薄膜；②是线粒体膜，属于双层膜。D10.(09·深圳质检)下列关于细胞器的描述，正确的是（）①溶酶体内含有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞②动植物细胞都有两个互相垂直排列的中心粒③用高倍镜观察叶绿体可选用黑藻幼叶④所有酶、抗体、激素都在核糖体上合成⑤衰老细胞中的线粒体功能增强⑥植物细胞有丝分裂末期细胞板周围分布较多的高尔基体⑦减数第一次分裂染色体联会不需要线粒体提供能量

A.②④⑦ B.④⑤⑦ C.①③⑥ D.①③⑦

解析②中心体存在于动物细胞和低等植物细胞中；④核糖体是合成蛋白质的场所，但有少数酶是RNA，有些激素不是蛋白质，不在核糖体上合成；⑦染色体联会的过程是一个耗能的过程。C11.新华社报道，美国研究人员在黄石国家公园发现了一种罕见细菌，它们能像绿色植物一样把光能转化成维持自身生存的生物能。这种细菌嗜热，属于酸杆菌，它长有许多触角，叫做集光绿色体。每个触角含有大量叶绿素，正是这些叶绿素使得该菌能够在菌苔上同其他细菌争夺阳光，维持生存。这种细菌是人们迄今发现的第一种含有集光绿色体的好氧微生物。下列有关该菌的叙述，正确的是（）

A.该菌细胞内有四种碱基四种核苷酸

B.该菌是好氧细菌，其生命活动所需能量主要由线粒体提供

C.该菌的变异来源是基因突变、基因重组和染色体变异

D.培养该细菌的培养基可不含碳源解析细菌属于原核生物，无线粒体、染色体，因此B、C错误；该菌是有细胞结构的生物，体内既有DNA又有RNA，因此细胞内有五种碱基八种核苷酸，A错；由题干知，这种细菌含有叶绿素，能进行光合作用，是自养型微生物，在生态系统中属于生产者。答案

D12.(09·南京改编)下列关于叶绿体和线粒体比较的叙述，错误的是（）

A.葡萄糖存在于叶绿体中而不存在于线粒体中

B.能进行有氧呼吸的细胞一定含有线粒体

C.光能转变成化学能发生在叶绿体中，在线粒体中可以将化学能转变成热能和ATP中不稳定的化学能

D.都具有较大膜面积和复杂的酶系统，有利于新陈代谢高效而有序地进行解析

蓝藻也可以进行有氧呼吸，但其是原核生物，没有线粒体结构，所以B错误。B二、非选择题13.(09·淄博质检)图甲、丙是两种细胞的亚显微结构模式图，图乙表示图甲中⑨结构的示意图，请据图分析回答：（1）图甲中⑧的功能是

；染色体的运动所需能量是由［］

产生的，星射线的形成是与［］

有关。遗传物质储存和复制的场所线粒体中心体①⑩（2）图甲所示的分泌物，其产生、运输、加工、分泌到细胞外依次经过的结构是

（填序号）。（3）细胞识别与图乙中

（填序号）有关。（4）图乙对细胞的生命活动至关重要的功能特性是

。（5）如果将图丙细胞放入0.3g/mL的蔗糖溶液中，细胞将会出现

现象。（6）有光的条件下，14C标记的CO2进入图丙细胞后，首先在［4］

中发生反应。（7）如果图丙细胞是低等植物细胞，则图中还应该有的细胞器是

。（8）若测定丙细胞的细胞呼吸强度，需在

条件下进行。③②⑦⑨a选择透过性质壁分离叶绿体中心体遮光解析解答该题的关键是首先判断甲、乙、丙图中的相关结构。甲图无细胞壁，则为动物细胞；⑨为细胞膜，图乙为其亚显微结构；图丙有细胞壁、叶绿体、液泡，无中心体，则图丙为高等植物细胞。图甲⑧中为细胞核，其功能是遗传物质存储和复制的场所，线粒体可为染色体的运动提供能量，中心体与星射线形成有关。图乙的选择透过性是其重要的功能特征。图丙细胞放入0.3g/mL的蔗糖溶液中会发生质壁分离现象。有光条件下，CO2进入叶绿体中，参与暗反应，但若测定细胞呼吸强度，则必须排除光合作用的干扰，所以要在遮光条件下进行。14.(经典题)图1是与甲状腺细胞摄取原料合成甲状腺球蛋白有关的基本过程示意图，图2是与甲状腺细胞合成分泌甲状腺球蛋白有关的细胞结构示意图。请据图回答下列问题：（1）甲状腺细胞内I-浓度远远高于血浆中的I-浓度，这表明完成a过程需要的条件是

；若含有18O的氨基酸在b过程中产生了H218O，那么水中的18O来自于氨基酸的

（填基团名称）。（2）若把含有18O的氨基酸添加到甲状腺细胞内，则在图2中出现18O的部位依次是

（填结构标号）。（3）与完成c过程有